星物种 | 区块链 + 可信硬件，Oasis Labs想构建高性能的可信云平台

编者按：本文来自36氪战略合作区块链媒体“Odaily星球日报”（公众号ID：o-daily，APP下载）

健康、金融、物联网等数据一旦被分享，能获得更大价值的提升。然而，由于相关数据十分敏感，出于用户隐私保护和数据泄露的考虑，机构们宁可放弃分享这些数据，甚至还因此对上云持有谨慎态度。

区块链让行业看到解决问题的希望。现实是，作为目前最成熟的通用型区块链网络，以太坊实际上在合约部署和运行都是完全公开透明，隐私保护问题犹待解决；另一瓶颈是性能，大数据处理需要高吞吐量，目前区块链平台完全无法支撑类似场景。

Odaily星球日报最近接触到的 Oasis Labs，希望利用区块链建立一个新型的云计算平台，解决可扩展性（scalability）和隐私保护（private protection）两个问题。上周，Oasis Labs 宣布完成 4500 万美元融资，Odaily星球日报采访了 Oasis Labs CEO Dawn Song，了解项目推进情况及其对区块链落地的看法。

Dawn 认为，一方面有价值的数据未被应用，许多科技企业无法获取到金融和健康数据用于人工智能模型的训练；另一方面，互联网在惠及大众的同时，也带来了一些问题，包括用户数据泄露。“Users are losing control of their data.（用户失去了对自身数据的控制。）”互联网企业掌握着用户的数据，用户不知道自身数据将作何用，即便企业声称保护用户隐私，但类似政策的实施和监督非常困难。

Oasis Labs 希望结合区块链和可信硬件技术，建立一个可信的云计算平台。

Dawn Song 认为，以太坊之所以性能低下，是因为它把共识、存储和计算，都绑在一起共识层上。Oasis Labs 的设计思路是把共识、计算（执行）和存储都分开。其网络分成 4 层 ：应用层、计算层、存储层和共识层。

应用层，也就是合约层，负责调度。开发者可以在链上部署合约设计调度逻辑，Oasis Labs也提供了一些合约模板，需要保密的代码可以加密存在储存层中。此外，Oasis Labs 的编程框架运用了隐私数据分析和深度学习技术检查代码，保证执行该合约不会泄露输入结果的敏感信息。

计算层，负责智能合约执行，有配置可信硬件的节点。开发者可以根据自身应用的需求，定义由什么样的节点和多少个节点去执行智能合约，那就不需要全体共识节点参与合约执行，从而提高计算速度。

可信硬件是可信计算的重要基础之一，基于可信硬件可以在设备上构建一个可信执行环境（Trusted Execution Environments, TEEs） ，从而保护选定的代码和数据免于被披露或被修改（隐私和安全）。相关技术包括已经成为国际标准的 TPM、Intel 开发的SGX ，Oasis Lab 也跟 MIT 合作了“安全硬件的Keystone开源项目”。

可信硬件可以让设备记录系统或特定程序，一旦代码被更改，痕迹会被记录下来，因此利用可信硬件“我就知道我的程序在被正确运行”。这被用于监控服务器安全和物联网设备安全，黑客难以默默黑掉软件，只能直接黑硬件。同时，TEE 就像一个黑盒子能让节点并不知道自身所处理的代码和数据，假设节点相当于房子，芯片则像里面的保险柜，可是房主没有钥匙，无法读取或者修改保险柜里的数据。

如果把“共识层”理解为主链，似乎就会显得计算层是一个“链下网络”，比如Taxa ，就用 TEE 构建一个负责执行智能合约的网络，将自身定位为 Layer 2 。可是 Dawn 却纠正了我 关于 Layer 2 的说法，她认为，随着未来区块链的发展，链上链下这些定义可能会改变。 

对于安全性和隐私保护要求高的应用，可能会选择多个配置可信硬件的服务器共同执行，但节点掉线或作恶的可能仍存在。Oasis Lab 应对的方式之一是投票，前提是大多数节点是诚实的；另一方式是差异检测（discrepancy detection），一旦计算节点输出的结果出现冲突，共识层的节点验证何者的处理过程被篡改。

这就说到Oasis Labs设计的共识层，主要负责监督和验证，目前采用PoW机制，未来计划过渡到PoS。计算节点和存储节点都需要在共识层上质押一定数量的押金，共识层会检查并更新另外两层的状态，若节点被发现没有正确履行职责，就会接受惩罚。

存储层顾名思义负责存储。Dawn 表示，Oasis Labs在这层的设计有参考 IPFS，也用到了加密存储、数据切割和高冗余等方式，保证数据的隐私性。这层要解决如何验证储存节点完整存储了原文件，相关算法 Dawn 曾经发表过论文论述。

Oasis Labs的测试网络已经开始内测，正结合深度学习模型训练场景落地。比如，开发者可以将深度学习模型加密存在储存链上，健康数据提供方也是如此，训练过程发生在计算层的 TEE 节点内，共识层会将训练后模型最新状态的哈希值放在链上。Oasis Labs的系统也可以应用于比如金融征信数据分析与分享、游戏交易系统等场景。Oasis Labs管理层还曾与Uber合作开发“差分隐私（Differential Privacy）开源项目”，大致可以理解为在保证个人隐私不被泄露的前提下，将数据提供给第三方分析。

在可信硬件和区块链结合这个方向，Odaily星球日报还报道过 定位于 Layer 2 的 Taxa 、定位于安全云计算平台的 Ankr 、用图计算方式监测节点可信度的 TRIAS。 

Oasis Labs最亮眼的地方可能在于其团队的深厚学术背景。团队目前超过20人。其 CEO Dawn Song（宋晓东）是麦克阿瑟天才奖(MacArthur Fellow)的获得者，加州大学伯克利分校计算机科学系教授，也是区块链联盟 IC3 的发起人之一，其研究领域包括深度学习、安全、分布式系统和区块链。她曾创立过一家名为 Ensighta Security 的计算机安全公司，后在 2013 年被另一家计算机安全公司 FireEye 收购。

我是Odaily星球日报编辑卢晓明，探索真实区块链，爆料、交流请加微信lohiuming，烦请备注姓名、单位、职务和事由。

参考资料

Ekiden: A Platform for Confidentiality-Preserving, Trustworthy, and Performant Smart Contract Execution

Provable Data Possession at Untrusted Stores

Remote Data Checking Using Provable Data Possession

 Crypto and venture’s biggest names are backing a new distributed ledger project called Oasis Labs

Oasis Labs（绿洲实验室）

揭秘 Oasis Labs

差分隐私简介